科尔沁沙地小叶杨物候期变化规律

为了真实准确地反映科尔沁沙地生态环境变化,预测未来环境发展趋势,指导农林业生产实践,对1981—2014年科尔沁沙地小叶杨(Populus simonii)花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期、叶全变色期、落叶末期等7个物候的出现日期和日照时间、平均气温、降水量等3个气候因子进行回归分析和相关分析,探讨其年变化趋势及其相关关系。结果表明:近34 a来,科尔沁沙地的日照时间平均以8.817 9 h·a~(-1)速度显著减少,平均气温以0.035 7℃·a~(-1)速度极显著上升,降水量平均以2.337 6 mm·a~(-1)的速度呈不显著的减少趋势。小叶杨花芽开放期以0.407 d·a~(-1)速度极显著提前,展叶期和开花期较常年变化不显著,叶全变色期和落叶末期分别以0.730、0.626 d·a~(-1)速度极显著推迟,生长季以1.033 d·a~(-1)速度呈极显著延长趋势。平均气温是影响小叶杨各个物候期变化的主要因子,分别与花芽开放期、展叶始期、展叶盛期、开花始期、开花盛期均呈显著负相关关系,而与叶全变色期、落叶末期均呈显著正相关关系。日照时间与叶全变色期呈显著负相关关系。降水量对小叶杨物候期变化影响不显著。     

论帽儿山地区物侯季节的划分和农(林)时预测

本文分析了各种划分季节方法的利弊。肯定了以物候资料划分季节的优点;并以帽儿山地区多年的物候资料划分了季节。并编制了帽儿山地区的物候历。总结出了利用物候历预测农(林)时的经验公式 X=A_t+(B-C) X——某种农(林)时的预测日期 A_t——早于指示植物先开花的植物当年的开花始期 B——物候指示植物开花始期的多年平均日期 C——早于指示植物先开花的植物开花始期的多年平均日期。     

不同坡向刺槐林对蜂蜜产量的影响

通过标准地调查,研究了不同坡向刺槐林对蜂蜜产量的影响。结果表明,阳坡最高日均产量为6.8 kg.箱-1,不同坡向刺槐林日均蜂蜜产量均符合正态分布。山区刺槐林物候时间晚于塬面刺槐林,塬面刺槐林开花最早,阴坡开花最晚。在不同蜂子比值水平上,不同坡向刺槐林对蜂蜜收获影响不同,阳坡影响较大。     

聊城大学几种常见木本植物开花物候观测研究

对聊城大学几种木本植物的形态特征、物候期、生长规律、开花习性进行了研究,结果表明：温度和光照是影响开花物候的两大主要因素,不同木本植物的开花时间不同,同一种类单株开花时间因树龄和树势而异,短时间的温度异常对开花物候影响不显著。在所观测的不同木本植物间最早与最晚发芽日期可差10d,最早与最晚盛花日期可差50d,其中桃树的始芽期和始花期最早,石榴树的最晚.     

辽宁西部旱柳、榆树春季物候期对气候变暖的响应

植物物候变化是气象和水文变化的敏感指标，气候变化是影响生态系统结构和功能的重要参数。研究植物物候变化对气候变暖的响应可为生态环境保护、大规模农业结构调整和旅游业发展提供参考。以辽西1980—2020年旱柳、榆树春季物候资料和局部气温资料为基础，采用线性趋势、线性回归等方法研究旱柳、榆树春季物候特征及其对气温变化的响应。结果表明：1980—2020年研究区年平均气温呈显著上升趋势，趋势速率为0.365℃/10 a，1—3月平均气温上升趋势为0.609℃/10 a。旱柳、榆树春季物候期提前显著。旱柳展叶始期、开花盛期分别以-2.642 d/10 a、-2.966 d/10 a倾向率提前;榆树开花盛期、展叶始期分别以-4.008 d/10 a、-5.242 d/10 a倾向率提前。3月和2—3月气温与旱柳、榆树春季展叶期、开花盛期相关显著，是影响物候期的主要因子。当平均气温每变化1℃，旱柳展叶期、开花盛期提前0.8~1.5天，榆树展叶期、开花盛期提前0.7~1.4天。研究结果可为农时预报服务、农业管理提供参考。     

南昌县油菜花花期与气象因子的关系研究

利用气象资料对南昌县油菜花花期进行研究,分析了气象因子对油菜花期的影响。结果表明:油菜花现蕾始期、现蕾普期、抽薹始期、抽薹普期、开花始期、开花普期、开花盛期平均日期分别为1月5日、1月21日、2月10日、2月17日、3月1日、3月8日、3月19日。油菜花现蕾始-普期、抽薹始-普期、开花始-普期、开花普-盛期间隔日平均值分别为7、8、8、11 d。利用气象因子和油菜花期各阶段日数建立的回归方程可用于油菜花花期预测。油菜花现蕾始期至普期间隔日数与开花期平均气温、开花期最低气温呈显著负相关关系,开花普期至盛期间隔日数与开花期前2周最低气温、开花期前3周最低气温呈显著负相关关系,而降水量与油菜花花期相关性不显著。     

南昌县油菜花花期与气象因子的关系研究

利用气象资料对南昌县油菜花花期进行研究,分析了气象因子对油菜花期的影响。结果表明:油菜花现蕾始期、现蕾普期、抽薹始期、抽薹普期、开花始期、开花普期、开花盛期平均日期分别为1月5日、1月21日、2月10日、2月17日、3月1日、3月8日、3月19日。油菜花现蕾始-普期、抽薹始-普期、开花始-普期、开花普-盛期间隔日平均值分别为7、8、8、11 d。利用气象因子和油菜花期各阶段日数建立的回归方程可用于油菜花花期预测。油菜花现蕾始期至普期间隔日数与开花期平均气温、开花期最低气温呈显著负相关关系,开花普期至盛期间隔日数与开花期前2周最低气温、开花期前3周最低气温呈显著负相关关系,而降水量与油菜花花期相关性不显著。     

近15年黄土高原植被物候时空变化特征分析

【目的】黄土高原处于从湿润向干旱过渡、从森林向草原过渡、从农业向牧业过渡的地区,是中国气候变化与农业发展的敏感地带,针对此区域的地表植被覆盖物候特征研究,对于该地区农业生产、环境保护和生态建设具有重要的指示意义。通过分析不同时间序列、不同海拔高度与水热条件下植被物候趋势的差异,以期为黄土高原当前的农业生态环境建设与可持续发展提供有用的理论支撑与决策依据。【方法】基于1998—2012年SPOT VEGETATION旬值NDVI数据,并结合谐波分析法、线性趋势等方法对黄土高原各年植被物候特征值进行了确定,并分析了物候的变化趋势。【结果】(1)1998—2012年,生长季始期平均每年提前0.9d。生长季末期平均每年推迟约0.8d。在生长季始期提前和末期推迟的作用下,生长季长度平均每年延长1.7d。(2)黄土高原水热组合直接影响植被物候的空间差异性,植被生长的限制性气温为9℃,限制性降水分别为475mm与540mm,限制性海拔为1750m。(3)植被生长季长度趋势与海拔和气温的空间偏相关系数分别为0.0591和0.0139,与降水的空间偏相关系数为-0.0174,三要素与生长季始期趋势的相关程度较与生长季末期趋势强。【结论】黄土高原植被物候特征趋势明显且稳定的区域主要分布在陕北高原与晋中北山地区。西北部干旱区荒漠草原区,物候变化主要受气温控制。半干旱地区农业与草原区,物候变化主要受到降水量控制。汾渭盆地农业区,物候变化受水热共同作用。水热的差异对秦巴山地阔叶林区植被物候的影响不明显。海拔对黄土高原植被物候变化趋势上的影响不明显。生长季长度趋势在生长季始期和生长季末期的共同作用下随海拔和气温的增加的延长趋势增强,随降水增加的缩短趋势增强。同种植被物候趋势随海拔、降水、气温的变化特征具有一致性,生长季始期的变化特征对于植被生长季长度变化影响较生长季末期强。     

陕西杨凌近30年来日本樱花花期的演变及其指示意义

为了揭示日本樱花花期演变的特点及其与春温、植物生育期变化的关系,从1979~2006年近30年来,对陕西杨凌日本樱花花期进行了连续观测,统计分析了日本樱花花期序列,花期和春温的关系以及其与小麦生育期的相关关系。结果表明,近30年来,日本樱花花期有随时间推移逐渐提早的趋势,20世纪90年代的平均开花始期、盛期均较80年代提早1 d,进入21世纪以来提早明显加快,其平均开花始期、盛期均较20世纪90年代提早9 d。20世纪80和90年代,日本樱花最早和最晚花期相差21 d,到21世纪10年代,相差仅15~17 d,花期的变动明显趋于稳定。陕西杨凌早春和整个春季的气温均与日本樱花花期呈极显著负相关,日本樱花开花盛期与小麦抽穗期、开花期、乳熟期呈极显著相关,与小麦蜡熟期、成熟期呈显著相关。说明日本樱花花期变化和春温升高密切相关,是全球气候变暖的又一具体表现。根据日本樱花花期能较好预报小麦等农作物生长后期各生育期的变化,可以提早安排小麦授粉杂交、后代选择、后期栽培管理等一系列农事活动,对整个农业生产具有重要作用。     

基于灰色关联下神经网络在南果梨始花期预报中的应用

为探寻更精确有效的南果梨始花期预报方法,采用灰色关联分析法确定与始花期关联较大的冬季气象因子,以此作为BP(Black Propagation)神经网络与RBF(Radial Basis Function)神经网络建模的输入因子并预测南果梨始花期,利用均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)评价该模型的预测效果,同时对比与南果梨始花期显著相关的冬季气象因子建立逐步回归方程并进行回代后的预测结果。结果表明：（1）与南果梨始花期灰色关联较大的气象因子为冬季日均气温、日最高气温、日最低气温、日均相对湿度,关联度均在0.6以上,故将这4个因子作为BP和RBF神经网络模型的输入层来预测南果梨始花期;（2）与始花期显著相关的气象因子有日均气温、日均5 cm地温、日最低气温、日最高气温,相关系数分别为-0.646、-0.628、-0.638、-0.663,所建回归模型均通过了显著性检验且具有统计学意义;（3）BP和RBF方法建立的模型拟合精度总体上较接近;（4）基于灰色关联下BP神经网络和RBF神经网络预测结果误差分别为1 d和2.25 d,BP神经网络预测的开花日期更接近实际开花日期;（5）基于灰色关联下BP神经网络模型RMSE为1、RE为6.34%、R²为0.7,而RBF神经网络模型RMSE为2.25、RE为13.13%、R²为0.568。综上,灰色关联分析法建立的BP神经网络模型较RBF模型预测南果梨始花期更精确。     

王东沟不同坡向刺槐细根分布特征研究

采用土钻法研究了渭北黄土高原主要造林树种刺槐的根系分布特征。结果表明,在以坡向为主要影响因子的立地条件下,刺槐的根系分布特征表现出明显差异。不同径级根系的长度和表面积等主要指标,在土壤中的垂直分布和水平分布均表现出不同的趋变模式。阴坡立地上的细根长度和根系表面积的水平分布(距地面50cm的土层中)和垂直分布均比阳坡大且较均匀,而阳坡立地上,细根长度和体积表面积均表现出随距树干距离增加而急剧减少的趋势。阴坡立地的刺槐根系较之阳坡立地具有更大的生长潜势。     

黄土高原退耕区不同林龄刺槐林下草本植物的多样性

通过典型样地调查,以空间序列代替时间序列方法,对不同林龄刺槐林下草本层的物种组成、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数等进行分析。结果表明,刺槐林下草本植物科、属、种、株数、盖度及物种多样性均存在差异。林下植物种类丰富,群落整体更新情况良好,有草本植物67种,分属21科50属,以禾本科、菊科、豆科为主要科,用二次函数回归方程能较好地反映刺槐林龄与林下草本层多样性各指标间的关系。可见,不同林龄对刺槐林下草本植物多样性影响显著。     

臭椿根浸提液对刺槐幼苗生长的化感效应

采用不同浓度的臭椿根水浸提液对刺槐幼苗进行浇灌处理,对刺槐幼苗的形态指标、生物量指标进行测定,探讨臭椿根提液对刺槐幼苗生长的化感作用.结果表明:臭椿根的水提液处理抑制刺槐幼苗的苗高生长,浸提液浓度越大,抑制作用越强,浸提液浓度为1∶3的原液处理的苗高增长量仅为CK的43.5%;叶片叶绿素含量与对照相比略有降低,单株叶量减少,幼苗整株生物量减小.根提液处理浓度越大,对幼苗生长的抑制作用越强.因此,臭椿根的水提液对刺槐幼苗具抑制生长的化感效应,其中对其苗高生长与生物量的化感作用最强,且具有明显的浓度效应.     

温室黄瓜发育期模拟模型的检验

针对作物生育期研究主要有3种方法:有效积温法、生理发育时间法和正弦指数函数法。试验选取不同温室不同茬口黄瓜的发育期数据和温室环境数据对3种发育期模拟模型方法进行验证。温室黄瓜发育期的预测结果表明,正弦指数函数法预测准确而稳定,回归估计标准误差(RMSE)在0.8~2.4d之间,以每日平均气温和每小时平均气温为输入值的生理发育时间法RMSE值分别在0.8~6.1和0.8~7.0d,有效积温法1.3~6.2d。基于以上验证结果,3种模拟预测发育期方法中,正弦指数函数法表现出较好的预测性和较强的机理性,适用于作物发育期的预测。     

保水剂添加对刺槐根土力学特性的影响

为探究保水剂对根系生长和根土复合体力学特性的影响,为促进矿山植被恢复提供理论依据,在刺槐盆栽土中加入保水剂,3个处理分别为B1(0％),B2(0.3％)和B3(0.5％)。通过对比分析土壤养分,土壤酶活性,根系生长参数,根系抗拉力和根土复合体抗剪强度,以及它们之间的相关性,探究保水剂添加对根土复合体稳定性的影响。结果表明：(1)在0.3%和0.5%保水剂浓度梯度下,保水剂添加降低了刺槐根系的抗拉力;(2)不同保水剂浓度对刺槐根土复合体抗剪强度有不同效果,在0.3％保水剂浓度处理下,刺槐根土复合体抗剪强度显著降低,而在0.5％保水剂浓度处理下,刺槐根土复合体抗剪强度没有显著变化;(3)抗拉力、抗剪强度与纤维素,半纤维素呈负相关关系,与木质素呈正相关关系,刺槐根土复合体抗剪强度主要受内聚力影响。可见在0.3%和0.5%保水剂浓度梯度下,保水剂添加降低了刺槐根系拉伸性能,根土力学特性与根系内部成分显著相关。     

Developing a process-based and remote sensing driven crop yield model for maize(PRYM–Maize) and its validation over the Northeast China Plain

Spatial dynamics of crop yield provide useful information for improving the production. High sensitivity of crop growth models to uncertainties in input factors and parameters and relatively coarse parameterizations in conventional remote sensing(RS) approaches limited their applications over broad regions. In this study, a process-based and remote sensing driven crop yield model for maize(PRYM–Maize) was developed to estimate regional maize yield, and it was implemented using eight data-model coupling strategies(DMCSs) over the Northeast China Plain(NECP). Simulations under eight DMCSs were validated against the prefecture-level statistics(2010–2012) reported by National Bureau of Statistics of China, and inter-compared. The 3-year averaged result could give more robust estimate than the yearly simulation for maize yield over space. A 3-year averaged validation showed that prefecture-level estimates by PRYM–Maize under DMCS8, which coupled with the development stage(DVS)-based grain-filling algorithm and RS phenology information and leaf area index(LAI), had higher correlation(R, 0.61) and smaller root mean standard error(RMSE, 1.33 t ha~(–1)) with the statistics than did PRYM–Maize under other DMCSs. The result also demonstrated that DVS-based grain-filling algorithm worked better for maize yield than did the harvest index(HI)-based method, and both RS phenology information and LAI worked for improving regional maize yield estimate. These results demonstrate that the developed PRYM–Maize under DMCS8 gives reasonable estimates for maize yield and provides scientific basis facilitating the understanding the spatial variations of maize yield over the NECP.     

Simulating winter wheat development response to temperature: Modifying Malo's exponential sine equation

Predicting crop developmental events is fundamental to simulation models and crop management decisions. Many approaches to predict developmental events have been developed, however, most only simulate the mean time for reaching a developmental event. An exponential sine equation developed by Malo [Malo, J.E., 2002. Modelling unimodal flowering phenology with exponential sine equation. Funct. Ecol. 16, 413–418] to predict flower number over time was modified to incorporate the response of crop development rate to temperature. The revised model (ExpSine model) uses the base, optimum, and maximum cardinal temperatures specific to a crop or genotype. Most model parameters were estimated from the literature, and four of the five model parameters have physiological significance. Model evaluation for winter wheat (Triticum aestivum L.) was based on two controlled environment studies from the literature and two field experiments conducted in the North China Plain (NCP) and the Tibet Plateau (TPC). The r² for the modified temperature response function was 0.74 and 0.91 for two different experiments and compared very well (identical mean r²'s) to an existing function (Beta model) [Yin, X., Kropff, M.J., McLaren, G., Visperas, R.M., 1995. A nonlinear model for crop development rate as a function of temperature. Agric. Forest Meteorol. 77, 1–16]. Differences between observed and predicted flowering dates ranged from −2 to 3 days in the NCP and from −7 to 4 days on the TPC, with the mean percent error in both sites less than 1% and no apparent bias observed in the model. This modification of Malo's exponential sine equation expanded the predictive ability of the original equation to simulate phenology across a broader range of environments. The ExpSine model developed can be used as a phenological module in various crop or ecological simulation models.     

Genetic diversity of Robinia pseudoacacia populations in China detected by AFLP markers

The genetic diversity of ten Robinia pseudoacacia L. populations collected from China was analyzed by amplified fragment length polymorphism (AFLP) technique using ten primer combinations. A total of 752 amplified bands were obtained, among which 352 (46.8%) were polymorphic. At species level, the percentage of polymorphic loci (P) was 49.87%, the Shannon’s information index (I) was 0.2160, and the mean Nei’s gene diversity index (H) was 0.1403. At population level, P = 25.47%, I = 0.1381, and H = 0.0927. The genetic diversity within populations was higher than that among populations. The coefficient of gene differentiation among populations within species (Gst) was 0.390, which indicated that gene differentiation was mainly within the population, and between populations, it accounted for 33.90% of the total variation. Gene flow (Nm) between the populations was 0.975, suggesting that the gene exchange between populations was small. The UPGMA cluster analysis showed that the ten populations were divided into three major groups, and most individuals from the same population were clustered together. There was no significant correlation between the genetic diversity parameters (D, I _N , P, Ne, H, and I) and geographic and climatic factors (longitude, latitude, annual mean temperature, and annual mean precipitation). The results provide useful information about the level of genetic diversity, and it has a wide application prospect in Robinia pseudoacacia L. utilization and breeding in China.     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

基于辅助环境变量的土壤有机碳空间插值——以黄土丘陵区小流域为例

利用普通克里格法(OK)、反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)、基于土地利用类型修正的普通克里格法(OK_LU)4种插值方法,对黄土丘陵羊圈沟小流域的土壤有机碳含量进行空间插值。预测结果的准确性通过Pearson相关系数(R),平均绝对误差(MAE),均方根误差(RMSE),准确度(AC)来评价。研究结果表明:(1)在前3种常规空间插值方法中,OK对刻画区域土壤有机碳的空间分布趋势效果最佳,其预测MAE值和RMSE值均为最小,Pearson相关系数(R)和准确度(AC)最大,说明其预测结果的准确性最好、预测的极端误差也最小;其次为RBF;IDW预测的效果最差。(2)OK_LU在空间特征表达方面能够更好地反映复杂地形区的局部变异,其插值结果的精度相比OK有一定程度的提高,其平均绝对误差(MAE)从0.900%降到了0.567%,均方根误差(RMSE)从1.101%降到了0.777%,Pearson相关系数(R)从0.4026提高到0.5589,准确度(AC)从0.9081提高到0.9505。综合比较,在黄土丘陵地区,OK_LU能使插值结果的精度有较大提高,是土壤有机碳空间制图的有效途径。